定向凝固及其應(yīng)用ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-04-28 23:24本頁(yè)面
【正文】 速生長(zhǎng)兩種平面凝固條件。n 從目前理論進(jìn)展和實(shí)驗(yàn)觀察，以不等溫界面的枝晶生長(zhǎng)較可靠。一次間距選擇的歷史相關(guān)性n 一次枝晶間距選擇是金屬凝固微觀組織花樣形成領(lǐng)域中最重要的問(wèn)題之一。長(zhǎng)期以來(lái)，在凝固研究領(lǐng)域中的幾個(gè)一次枝晶間距理論模型都潛在地假定一次枝晶間距與凝固系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)具有確定的單值對(duì)應(yīng)關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一次枝晶間距隨凝固控制參數(shù)選擇處于一個(gè)較寬的分布范圍，其上下限隨生長(zhǎng)速度變化而變化。平均一次間距不但與生長(zhǎng)速度的變化經(jīng)歷有關(guān)，而且與溫度梯度的變化經(jīng)歷有關(guān)，即平均一次間距具有明顯的歷史相關(guān)性。該結(jié)果正成為以非平衡自組織理論為指導(dǎo)的新的定向凝固理論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。n 但關(guān)于枝晶 /胞晶一次間距選擇歷史相關(guān)性及容許范圍的實(shí)驗(yàn)?zāi)壳岸际窃诘蜏靥荻?( 300K/cm ) 和低凝固速率 (500um/s) 下進(jìn)行的。理論迫切需要在更高的溫度梯度和凝固速率范圍內(nèi)的定向凝固實(shí)驗(yàn)規(guī)律，特別是凝固體系在靠近絕對(duì)穩(wěn)定性速度時(shí)的凝固行為。定向凝固在凝固理論研究中的應(yīng)用n 凝固過(guò)程的溶質(zhì)再分配界面溶質(zhì)分配系數(shù) k* 測(cè)定 k*最簡(jiǎn)單的方法是固液平界面試樣淬火法。非平衡凝固條件下的溶質(zhì)再分配液相中完全混合的溶質(zhì)再分配液相中有對(duì)流作用的溶質(zhì)再分配液相中只有擴(kuò)散的溶質(zhì)再分配n 枝晶間距的研究n 微觀偏析和宏觀偏析n 胞枝轉(zhuǎn)變n 形核、長(zhǎng)大n 晶體缺陷的形成定向凝固在新材料研究與開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用n 高梯度定向及單晶葉片n 晶向擇優(yōu)控制定向凝固 —— 金屬間化合物定向n 熔體織構(gòu)定向凝固 —— 高溫氧化物超導(dǎo)材料n 超精細(xì)控制定向凝固 —— 高溫結(jié)構(gòu)陶瓷定向n 晶體連續(xù)生長(zhǎng)定向凝固 —— 單晶連鑄高梯度定向及單晶葉片n 定向及單晶葉片由于消除橫向晶界或完全消除晶界，晶體沿 [001]特定方向生長(zhǎng)，提高初熔溫度及固溶處理窗口溫度，增加 γ數(shù)量并 細(xì) 化，大幅度提高了性能，提高使用溫度。西北工 業(yè) 大學(xué)利用高梯度定向凝固技術(shù) ，使 單 晶 Ni基高溫合金的凝固 組織 與析出 強(qiáng) 化相分 別 達(dá)到微米及 亞 微米 級(jí) ，從而使高溫持久性能得到成倍的提高。晶向擇優(yōu)控制定向凝固n 主要針對(duì)各向異性的金屬間化合物特別是其最佳性能方向與晶體擇優(yōu)生長(zhǎng)方向不一致或伴隨有復(fù)雜固態(tài)相變的材料。要求定向凝固過(guò)程中除了要控制相與組織的競(jìng)爭(zhēng)選擇外，還必須精確調(diào)節(jié)和控制晶體的生長(zhǎng)方向，使具有最佳性能而非優(yōu)先生長(zhǎng)的晶向轉(zhuǎn)變?yōu)閾駜?yōu)生長(zhǎng)。一般采用兩種調(diào)節(jié)晶體生長(zhǎng)方向的方案：旋轉(zhuǎn)籽晶法和雙梯度法。熔體織構(gòu)定向凝固n YBCO是一種強(qiáng)各向異性的高溫超導(dǎo)體，過(guò)去通用粉末燒結(jié)法制備。由于弱連接、夾雜、空洞，嚴(yán)重降低臨界電流密度。經(jīng)過(guò)熔體織構(gòu)定向生長(zhǎng)法，可提高超導(dǎo)性能，促進(jìn)大尺寸 YBCO制備發(fā)展。n YBCO超導(dǎo)體的定向凝固是一個(gè)連續(xù)包晶反應(yīng)、多相熔體相變和棱面晶體取向多變、晶向控制困難的液固轉(zhuǎn)變過(guò)程。超精細(xì)控制定向凝固n 高溫結(jié)構(gòu)陶瓷是未來(lái)航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵材料。此類超高溫高強(qiáng)材料的承載特點(diǎn)是有一個(gè)主應(yīng)力方向，因而定向組織可顯示極大的優(yōu)勢(shì)。晶體連續(xù)生長(zhǎng)定向凝固n 利用定向凝固過(guò)程中多晶粒競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)的特點(diǎn)制備連續(xù)的單晶是定向凝固技術(shù)中一個(gè)重要的內(nèi)容。連鑄銅單晶與多晶相比，其塑性大幅度提高，電阻率降低 38％。自制定向凝固裝置介紹裝置的溫度分
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